תורת הצבע

אתה נמצא כאן: ראשי \ גמולוגיה \ תורת הצבע
PINK DIAMOND
4 ספטמבר 2015 - 17:34, הכותב , בתאריך גמולוגיה, מידע מקצועי, אין תגובות

מאת : עינב טיטלבאום D.G. G.C.I וצוות GCI- המכללה ליהלומים

הצבע בעולם בו אנו חיים הוא בעל תפקיד חיוני. צבע עלול להשפיע על מחשבתנו, פעולותינו וליצור תגובות. הצבע יכול לעצבן או להרגיע את עיננו, להעלות את לחץ הדם שלנו ואף לדכא תיאבון.
במאמר זה נתמקד בשלושה אלמנטים הגורמים לצבע "להתקיים":
– תאורה
– חומר
– מערכת ראייה

תאורה

העולם מורכב משפע של צבעים, אך אנו בני האדם מוגבלים בראייתנו, ומסוגלים לקלוט רק חלק קטן מהספקטרום האלקטרומגנטי, והוא האור הנראה. כלומר המון מתרחש סביבנו ואיננו מודעים לכך אלא אם כן יש לנו ציוד מיוחד המסוגל לזהות תחומים אחרים בספקטרום.

הספקטרום בנוי מ-

– גלי רדיו – כמות גבוהה מקרינה זו עלולה לגרום לסרטן.
– גלי מיקרו – חשיפה ממושכת לגלים מסוג זה עלולה לגרום לקטראקט (ענן על עדשת העין הגורם לראייה מטושטשת).
– אינפרא אדום – חשיפה ממושכת לקרניים מסוג זה גורמת לחימום יתר.
– אור הנראה – בהייה ממושכת באור בהיר עלול לפגוע ברשתית העין.
– אולטרא ויולט – חשיפה ממושכת לקרניים אלו עלולה לגרום לפגיעה ברשתית (לכן יש צורך במשקפי שמש), כוויות שמש וסרטן העור.
– קרני רנטגן – עלול לפגוע בתאים בריאים בגוף ובנוסף לכל סוגי הסרטן.
– קרני גמא – קרינה רדיואקטיבית, עלולה לפגוע בתאים בריאים בגוף, לגרום לסרטן ויצירת מוטציות ברקמות. ככל שמתקדמים ב"סולם" הספקטרום לכיוון קרני הגמא, הסכנה בחשיפה הולכת וגדלה.

VisibleLightSpectrum

הרכב אלומת האור
– אור לבן – תערובת גלים באורכי גל שונים. יש מקורות אור המקרינים (פולטים) את כל קשת הצבעים של האור הנראה, ובעוצמה גבוהה. האור של מקורות כאלה נקרא אור לבן.
– אור מונוכרומטי – (מונו = אחד; כרומו = צבע) קרינה של אור באורך גל אחיד. אור כזה נראה לנו באחד מצבעי הקשת. דוגמה: אור מונוכרומטי שאורך הגל שלו 570 ננומטר, נראה לנו בצבע צהוב.
– אור לייזר – הפסגות / פאזות יהיו זהים בכל הגלים, וגם אורך הגל (אין ביטול של גלים). הגברת אור על ידי פליטה מאולצת של קרינה. הפליטה המאולצת נוצרת כאשר פוטון חולף על פני אטום שמלא באנרגיה וזה יוצר התפרצות שמשחררת את קרן הלייזר. הייחוד של הלייזר הוא בכך שהוא נע בקו ישר ניקח לדוגמא פנס, נדליק אותו ואז נראה שהאור מתפשט בכל החדר וגם צבע האור לבן שהוא למעשה כל הצבעים ואילו הלייזר נע בקו ישר ובצבע אחיד ולכן האדם יכול לשלוט עליו.

המנסרה המשולשת של ניוטון

הפיסיקאי ומתמטיקאי האנגלי אייזיק ניוטון היה אחד מהמדענים הגדולים בכל הזמנים. התיאוריות שלו עשו מהפכה בחשיבה המדעית. עד שנת 1666 חשבו שהצבעים הם תDispersion_prismוצר של ערבובים שונים של שחור ולבן (כך חשב הפילוסוף הקדום אריסטו).ב- 1666 גילה ניוטון שפריסמה (מנסרה) יכולה לשבור אור לבן לקשת צבעים רחבה. הוא קרא לקשת זאת: ספקטרום. הוא גילה שהאור הלבן מכיל בעצם את כל הצבעים. הישג חשוב זה של ניוטון , שתרם להבנת מהות האור ואופיו, היה תוצאה של ניסוי קלסי שבו העביר אלומה של אור שמש לבן באמצעות מנסרה משולשת של זכוכית.
אלומת האור הלבן התפצלה לשלל צבעי הקשת.

הצבע בראי הספקטרום
100 שנים לערך לאחר גילויו של ניוטון, ג'יימס מקסוול הוכיח שאור הוא צורה של קרינה אלקטרו מגנטית. קרינה זו כוללת בתוכה גלי רדיו, קרני רנטגן ואור נראה. איזור האור הנראה כולל בתוכו מנה קטנה מהספקטרום האלקטרומגנטי. כאשר אנו מחשיבים את האור כגל אלקטרומגנטי, "חתימה" ספקטרלית של צבע יכולה להיות מזוהה רק ע"י ציון אורך גל. האור הנראה הוא טווח אורכי הגל עם הספקטרום האלקטרומגנטי שהעין מסוגלת להגיב אליו. למרות שקרינה של גלים קצרים או ארוכים יותר קיימים, עיניהם של בני האדם אינה מסוגלת להגיב אליהם.

כפי שכבר למדנו לכל צבע בספקטרום ישנו אורך גל כפונקציה של בליעת האור, המיוחס לו.

ניתן להציג זאת ע"י טבלה :

צבע אורך גל (nm) תדירות (THz)

אדום 780 – 622 384 – 482

כתום 622 – 597 482 – 503

צהוב 597 – 577 503 – 520

ירוק 577 – 492 520 – 610

כחול 492 – 455 610 – 659

סגול 455 – 390 659 – 769

הקשר בין בליעה והחזרה של אור לבין צבעו של גוף כלשהו

גופים צבעוניים הם אינם מקור של אור, ולכן אנו מבחינים בהם, רק כאשר אור ממקור חיצוני (כגון: אור השמש או מנורה דולקת), פוגע בהם ומוחזר אל עינינו. כאשר אלומת אור פוגעת בגוף צבעוני, חלק מהאור תמיד נבלע בגוף, ואילו האור שאינו נבלע – מוחזר ממנו. הפיגמנטים, המצויים בחומר הבונה את הגוף שאנו רואים, הם שקובעים את מידת הבליעה של צבעי האור השונים ואת מידת ההחזרה של האור מהגוף הזה. אם כן, הפיגמנטים הם המשפיעים על צבע הגוף שאנו רואים. כאשר גוף בולע חלק מצבעי הקשת של האור ומחזיר את החלק הנותר, הצבע שאנו רואים הוא הצבע המתקבל מהתערובת של הצבעים החוזרים מהגוף הזה.

3

ככל שגוף בולע פחות אור, הוא מחזיר חלק גדול יותר מהאור הפוגע בו, והוא ייראה בהיר יותר. לכן, גוף המחזיר את כל צבעי האור הפוגעים בו, ייראה לנו בצבע לבן. לעומת זאת, ככל שגוף בולע יותר אור, הוא מחזיר חלק קטן יותר מהאור הפוגע בו, והוא ייראה לנו כהה יותר.

לסוג התאורה ישנה השפעה על גוון הצבע שאותו נראה.
אנו רואים את אותו הצבע, שונה בתאורות שונות.

אור להט
אור יום

חיבור צבעים
ערבוב של אורות בעוצמות ובצבעים שונים מאפשר לקבל כל צבע רצוי. כל אלומה מוסיפה לתערובת את מרכיבי האור שבה, והיא משפיעה על הצבע הנגלה לעינינו. תופעה זאת מכונה: חיבור צבעים.

ערבוב של צבעים בשיטת החיבור, מבוסס על שלושה צבעי יסוד: אדום, ירוק וכחול. באמצעותם ניתן לקבל את כל קשת הגוונים, שאנו מסוגלים לראות.

חיסור צבעים
תופעה פיסיקלית, המתגלה בעת ערבוב של פיגמנטים. כל צבען מחסיר מתערובת הצבע הנראה את צבעי האור שנבלעים בו.
מסנן צבע שקוף לאור מאפשר לכל צבעי האור לחדור דרכו. פיגמנטים הם חומרים, הבולעים חלק מקרינת האור הפוגעת בהם ומחזירים רק את החלקים הנותרים ממנה. כלומר, כל פיגמנט מחסיר מהאור הנראה לעין את החלקים שהוא בולע. אם מסנן שקוף מכיל גם צבען אחד או יותר, הוא גורע מהאור המגיע לכיוון העין את הצבעים שנבלעים בו. לכן, כאשר אנו מתבוננים בסביבה דרך מסנן צבע, אנו רואים רק את צבעי האור, שמצליחים לחדור דרכו ולהגיע לעינינו.

חומר
ישנם שלושה סוגים של חומרים בהם אנו עלולים להיתקל:
 שקוף

 שקוף בחלקו

 אטום – מט/מבריק

כאשר אור עובר מחומר אחד לחומר אחר הוא משנה, בדרך כלל, את כיוון התקדמותו. תופעה זו נקראת שבירה. הזוית בין הקרן הפוגעת לבין האנך למשטח המפריד בין שני החומרים בנקודת הפגיעה נקראת זוית הפגיעה. הזוית בין המשך מהלכה של הקרן לבין האנך נקראת זווית השבירה. חלק מן האור עלול להיבלע בחומר וכן חלקו עלול לעבור את החומר.

סידור האטומים בתוך המולקולה של כל פיגמנט הוא הקובע את כושרו לבלוע חלק מהאור ולהחזיר חלקים אחרים ממנו, והוא המקנה לפיגמנט את צבעו האופייני. שינוי הסידור של האטומים במולקולה של הצבען, ישפיע על יכולתו של הפיגמנט לבלוע ולהחזיר אור, ויגרום לפיגמנט להיראות לנו בגוון שונה.

גוף אטום
אור לבן פוגע בחומר, החומר משמש כמסנן. הקרניים ש"מצליחות" לעבור , הן היוצרות את הצבע הנראה לעין. תופעה זו נגרמת עקב חספוס החומר (בהגדלות גבוהות ניתן לראות שהחומר אינו חלק), אם החומר היה חלק לחלוטין הוא היה נראה לבן.

קיים קשר ישיר לעולם אבני החן, אם נלטש אבן חן "טוב מדי" היא תראה בהירה.
בהגדלות גבוהות מאוד יהלום נראה מחוספס!

גוף שקוף / חצי שקוף

הפיגמנטים שנמצאים בתוך הגוף מבצעים את הפילטר ולכן אנו רואים צבע.
אם הזיזים קטנים מאורך הגל לא רואים אותם ולהפך.

תכונות אופטיות

– ברק – אור לבן החוזר לעין מפני השטח או מתוך האבן.
– שבירת אור ((Refraction – אור לבן החוזר כתוצאה מתזוזת מקור האור או תזוזת האבן, יכולת האבן להטות קרן אור. ההטיה תלויה ב-RI, ככל שה RI גדול יותר ההטיה תהיה גדולה יותר.
– אש- אור לבן הנשבר לצבעים המרכיבים אותו.הקרניים השונות "מתרוצצות" בתוך האבן וכך מתקבלים הבזקי צבעי הקשת .
הפרש ה-RI של שני הקטבים, אדום וכחול זהו האש ביהלום. ככל שההפרש גדול יותר יש יותר אש באבן.

מקדם שבירה RI

מקדם השבירה (או צפיפות אופטית) היא תכונה פיזיקאלית של חומר.
אם אי פעם הכנסתם מקל אל תוך מים (כאשר חלק מן המקל נשאר בחוץ, באוויר),נתקלתם בתופעה אופטית הגורמת למקל להראות מכופף. תופעה זו נגרמת עקב מקדם השבירה השונה של האוויר והמים.
כאשר קרן אור הפוגעת בחומר בעלת RI שונה, נשברת בזוית מסוימת בכניסתה לחומר ומהירותה בחומר משתנה, וכך נוצר ה"כיפוף".
אחת מההגדרות של מקדם השבירה היא היחס בין מהירות האור בריק,(RI בחלל הריק (בקירוב אוויר) = 1 מהירות האור בחלל = 300,000 ק"מ לשנייה) למהירות האור בחומר הנדון.
מהירות האור בחומר שווה למהירות האור בחלל ריק, חלקי מקדם השבירה.
השבירה אל תוך החומר תלויה ב RI של אותו החומר.
מקדם השבירה של היהלום הוא 2.417
מקדם השבירה של יהלום בצבעים שונים משתנה, מכיוון שמקדם השבירה של הצבעים שונה.
RI – RI = 0.044 FIRE

מערכת הראייה
העיניים
העיניים, הן האמצעי אשר הופך את האור הנראה, לגירויים עצביים, אשר מועברים למוח והופכים לתמונה. הדבר קורה כאשר קרינה של אור, באורכי גל מסוימים ובעוצמות שונות, חודרת אל העין ומגרה את המדוכים. אלה הם חיישני הצבע ברשתית שבעין. התגובה של החיישנים עוברת מתאי הרשתית, דרך עצב הראייה, אל המוח. לאחר עיבוד המידע, המגיע מכל החיישנים שהגיבו, אנו "רואים" צבע. אם כך, הצבע שאנו רואים הנו ביטוי סובייקטיבי – תחושה הנוצרת אצלנו, בתגובה לגירוי העין על-ידי אור.

רשתית העין מורכבת מחמש שכבות, בשכבה הראשונה יש תאים רגישים לאור בשם קולטנים (פוטורצפטורים), שמקבלים את האור וממירים אותו לאותות חשמליים ובשכבה האחרונה של הרשתית יש תאים בשם גנגליון, שמתחברים לעצב הראיה.בכל עין אנושית יש כ120 מיליון קולטנים. התאים אינם אחידים אלא מורכבים משני סוגים, קנים ומדוכים. הקנים צורתם גלילית ורגישותם לאור גבוהה והם משמשים לראיה בתנאי אור נמוך, וראית שחור/לבן. ואילו המדוכים צורתם חרוטית והם משמשים לראיה בתנאי אור גבוה ולראיית צבעים. המדוכים מתחלקים לשלושה סוגים שרגישים לאורכי גל שונים לפי הצבעים, אדום (575 ננומטר), ירוק (500 ננומטר) וכחול (435 ננומטר). במרכז העין ישנו איזור עשיר בעצבים הרואים צבע ((FOVEA, שם מצויים הקולטנים מסוג המדוכים, ולכן הראייה היומית מתבצעת שם במרכז העין, ואילו ראיית לילה טובה יותר בשולי העין במבט מהצד.ישנו איזור שנקרא חור שחור, איזור "מת" הנובע מיציאת העצבים החוצה.

יש שני סוגי עצבים שקולטים את האור:

– קונוס – צבע
– רוד – שחור לבן

אשליה אופטית
אשליה היא עיוות בתפיסה החושית. כל אחד מהחושים ניתן להטעיה באמצעות אשליות, אך אשליה אופטית, כזו שמטעה את חוש הראייה היא הידועה ביותר. אחדות מהאשליות 33הן סובייקטיביות, כלומר אנשים שונים יחוו אותן בצורות שונות, או לא יחוו אותן כלל. אשליה אופטית היא סוג של אשליה המאופיינת בתפיסה חזותית מוטעית של תמונה או צורה. מידע נאסף בידי העין והוא מתורגם על ידי המוח. אולם, ישנן דרכים להטעות את המוח, ולגרום לו לתפוס דבר מה באופן מסוים או בצורה מסוימת, למרות שהוא לא. ישנן אשליות גופניות, המתרחשות באופן טבעי, וישנן אשליות הכרתיות, שנוצרות בכוונה כדי לגרום למוח לראות משהו בצורה מוטעית, וזאת על ידי הכרת דפוסי הזיהוי של המוח האנושי ושימוש בתכסיסים שיגרמו למוח 'לראות' דבר בצורה מסוימת,למרות שבעצם הוא לא כך.

עיוורון צבעים
עיוורון צבעים הוא חוסר יכולת להבחין בין צבעים שונים בהם אנשים אחרים יכולים להבחין למעשה זהו ליקוי בתפקוד של המדוכים שברשתית העין, הפוגע ביכולת להבחין בצבעים. לעתים קרובות עיוורון הצבעים הוא גנטי, אך הוא יכול להיגרם גם מנזק בעין, בעצב ובמוח או עקב שימוש בחומרים כימיים מסוימים. עיוורון צבעים ידוע גם כדלטוניזם על שמו של ג'ון דלטון, החוקר הראשון שתיאר וחקר את התופעה באורח מדעי ושהיה בעצמו עיוור צבעים. הסיכוי שגבר יהיה עיוור צבעים גבוה בהרבה מהסיכוי שאישה תהיה עיוורת צבעים, זאת כיוון ששני גנים שאחראים לעיוורון צבעים נישאים על כרומוזום Y. שיעור הלוקים בעיוורון צבעים משתנה בין אוכלוסיות שונות. בין האמריקנים, כ-10% מהגברים סובלים מצורה כלשהי של ליקוי בתפיסת צבעים. קהילות מבודדות המוגבלות במגוון הגנים בהן לפעמים בעלות יחס גבוה של עיוורי צבעים הכוללים סוגים פחות נפוצים: דוגמאות לכך כוללות קהילות בכפרים בפינלנד ובכמה איים סקוטיים.

על-פי הליקוי בתפקוד של סוגי המדוכים ברשתית העין, מגדירים טיפוסים שונים של ליקויים ביכולת לראות צבעים: בעלי כושר הבחנה רק במגוון מוגבל של צבעים; מתקשים להבחין בין גוונים מסוימים של ירוק, של חום ושל אדום; מתקשים להבחין בין גוונים של ירוק ושל צהוב; מתקשים לזהות גוונים שונים של אדום, וכדומה.

השיבוש השכיח ביותר הוא אי ראיית הצבעים אדום, ירוק וכחול. יש מצבים שבהם אין רואים כלל צבע (מונוכרומטיות) ומבחינים רק בהבדל בין בהיר לכהה.

האם אני עיוור/ת צבעים?

שיטת מנסל להגדרת צבע (1905)

בתחילת המאה ה-20, פרופסור אלברט ה. מנסל הגיע לפריצת דרך בכל הקשור בתקשורת "צבע", זאת על ידי הקמת שיטה המזהה ומגדירה כל צבע קיים. כיום שיטת מנסל מוכרת בכל רחבי העולם כסטנדרט במגוון תחומים: אומנות, עסקים, מדע, חינוך ועוד. זוהי השיטה האוניברסלית לבחירה ושליטה של הצבע ובקצרה השפה האוניברסלית של תקשורת הצבע. שיטת מנסל מציגה את הקשר בין הצבעים השונים, כל צבע בנוי משלושה מימדים:

 -COLOR HUEגוון, התפיסה החושית של העין את הצבע הספקטרלי הטהור. לדוג': אדום, צהוב, ירוק וכו'.
 CHROMA \ SATURATION – רווית הצבע (כמה הצבע "נקי") , מידת הצבע בסקלה מרווי לדל לדוג': LIGHT, INTENSE, VIVID
 VALUE \ LIGHTNESS – רמת בהירות/כהות הצבע. הצבע על סקלה מבהיר לכהה.

הצבע בחיינו…
אנו בוחרים מדי יום את צבע הבגדים שנלבש והחפצים בהם נשתמש. באופן ספונטאני אנו נמשכים לצבע זה ודוחים צבע אחר. עם קצת תשומת לב נוכל להשתמש בצבעים על מנת ליצור יותר הצלחה בחיינו.

אדום – צבע הדם מסמל את החיים במלוא עוצמתם. צבע התשוקה והשמחה לקום בבוקר. ליפסטיק אדום או חולצה אדומה יעוררו את בן זוגך. שימו מול פינת הקפה במשרד או בבית תמונה אדומה לערנות רבה יותר.
כתום – מסמל את התיאבון למזון. רשתות מזון מהיר רבות משתמשות בצבע זה על מנת לעורר את תאבוננו. זהו גם צבע נפלא למשחקי ילדים , ומגרה את הילד לפעילות.
צהוב – צבע השמש מסמל את שאיפותינו ורצונותינו. האם יש לכם יומן בו אתם רושמים את המשימות שעליכם לבצע? רצוי שיהיה בצבע צהוב. עם זאת מקור ניכר של כעסים נובע משאיפות שלא הגשמנו… צבע זה עלול לעורר אצלנו תגובה של כעס או קינאה.
ירוק – כפי שאנו לומדים מן הטבע, זהו צבע מרגיע ומרפא. שימו לב לשימוש בצבע הירוק בבתי החולים וכן בבתי הספר. המורים מעדיפים כיתה רגועה ולכן צבע הלוח והשולחנות לרב ירוק.
כחול – זהו צבע התקשורת והביטוי העצמי. האם עליך לעמוד מול קהל ולתת הרצאה? האם היום יש לך פגישה עסקית חשובה? חולצה כחולה תעשה פלאים.
סגול – צבע האינטואיציה. צבע זה זורק את המודעות שלנו לעולמות רחוקים ומגביר את הידיעה המוקדמת והחושים העל-טבעיים. עם זאת לא מומלץ להגביר את השימוש בצבע זה, שלא נעופף לגמרי…

????????????????????????????????????

לסיכום,
תחושת הצבע הנתפסת של עצם איננה תכונה של העצם לבדו. הצבע הנתפס על ידי המוח נקבע על ידי כמות ההארה שמגיעה אל העין בכל אורך גל בתחום הנראה. למדנו שהצבע שנגלה לעיננו תלוי במספר גורמים כגון: סוג התאורה, הבדלים פיזיקאליים בין עצמים היכולים לגרום להם להחזרה שונה באורכי גל שונים, אלמנטים שונים במערכת ראייה בין בני אדם(עיוורון צבעים למשל) ועוד. עסקנו בתופעות אופטיות שונות ומשונות. מכך אנו למדים על עומקו של עולם ה"צבע" כיצד הוא משפיע על חיינו ולפעמים מתעתע בנו.

About author:

תנאי שימוש למאמרים - לחצו כאן